(57)【要約】【課題】水素生成器のポストパージ時の排気空気によるＣＯセンサの温度上昇を防止し、ＣＯセンサの構成部品の変形や劣化を防止して、長期間にわたってＣＯセンサにより燃焼装置の燃焼不良検知を精度良く行うようにすること。【解決手段】炭化水素系原料の改質反応により水素を含む生成ガス４を生成する改質部１と、この改質部１の加熱用の燃焼装置５と、この燃焼装置５の燃焼排ガス３５の成分検知を行うＣＯセンサ３７と、燃焼装置５を停止し、改質部１の冷却を行うときにＣＯセンサ３７の温度上昇を防止するための空気導入部４７を備えたことにより、水素生成器を冷却するために必要なポストパージ動作を行ったときにＣＯセンサの周囲に空気導入部から新鮮な低温の冷却空気を導入して高温になった排気空気をＣＯセンサの周囲から排除しＣＯセンサの劣化を防止して、長期間にわたって燃焼装置の燃焼不良検知を精度良く行うことができる。【選択図】図３
2007217221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素系原料の改質反応により水素を含む生成ガスを生成する改質部と、前記改質部に設けられた燃焼装置と、前記燃焼装置の燃焼排ガスの成分検知を行うＣＯセンサと、前記燃焼装置を停止し、前記改質部の冷却を行うときに前記ＣＯセンサの温度上昇を防止するための空気導入部とを備えた水素生成器。
【請求項２】
空気導入部は、排気ダクト内のＣＯセンサ装着位置の上流から冷却空気を導入し、ＣＯセンサの温度上昇を防止する請求項１に記載の水素生成器。
【請求項３】
空気導入部は、排気ダクトにＣＯセンサを臨ませるために設けた挿入通路内に冷却空気を導入し、ＣＯセンサの温度上昇を防止する請求項１または２に記載の水素生成器。
【請求項４】
空気導入部は、排気ダクトにＣＯセンサを臨ませ、燃焼排ガスの一部を取り込むためにＣＯセンサの周囲に設けたセンサキャップに冷却空気を導入し、ＣＯセンサの温度上昇を防止する請求項１〜３いずれか１項に記載の水素生成器。
【請求項５】
空気導入部は、改質部の温度検知部が所定の温度に低下するまで冷却空気の導入を行う請求項１〜４いずれか１項に記載の水素生成器。
【請求項６】
空気導入部は、燃焼装置の送風手段により冷却空気の導入を行う請求項１〜５いずれか１項に記載の水素生成器。
【請求項７】
空気導入部は、独立した導入空気送風手段により冷却空気の導入を行う請求項１〜６いずれか１項に記載の水素生成器。
【請求項８】
空気導入部は、水素生成器の選択酸化部の選択酸化空気供給手段により冷却空気の導入を行う請求項１〜７のいずれか１項に記載の水素生成器。
【請求項９】
空気導入部は、空気弁を介して選択酸化部の冷却用空気の導入を行う請求項１〜８のいずれか１項に記載の水素生成器。
【請求項１０】
空気導入部は、燃料電池のカソードに空気を供給するカソード空気供給手段により冷却空気の導入を行う請求項１〜９のいずれか１項に記載の水素生成器。
【請求項１１】
空気導入部は、燃料電池のパージガスの置換空気供給手段により冷却空気の導入を行う請求項１〜１０のいずれか１項に記載の水素生成器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＯセンサの耐久性を向上する構成を提供した燃料電池システムの水素生成器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種のＣＯセンサは、ガス給湯器等のバーナの燃焼排ガスが流動する排気路中のＣＯ濃度を検出するように備えられ、ＣＯセンサが収納配置される収納空間と排気路の内部空間との間に微小量のみ燃焼排ガスを通過させる拡散制限体と収納空間に空気を供給し、収納空間内の燃焼排ガスを外部に排出可能な開口を設け、ＣＯセンサは、燃焼排ガスが空気にて希釈された状態でＣＯ濃度を検出するように構成しているものがある。（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０８−２３３２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、ＣＯセンサに対して燃焼排ガスの流速を低下させて検知出力を安定させることや燃焼排ガスの流量を微小にして検知能力の劣化を防止することを目的としており、またＣＯセンサは、ガス給湯器等の燃焼排ガス中に配置することを前提に構成しているので、燃焼排ガスの温度には耐えられるように設計されている。
【０００４】
そこで、ＣＯセンサを燃料電池システムの水素生成器の加熱用燃焼装置の燃焼排ガスが通過する通路に配置すると、水素生成器を冷却する（水素生成器を停止する時に水素生成器の改質部中に炭素が析出して改質触媒が劣化しないようにするために急冷する必要がある）ために必要なポストパージ動作を行ったときに、ガス給湯器等の燃焼排ガスよりも高温になった冷却用の排気空気によりＣＯセンサが加熱されて、ＣＯセンサの構成部品が熱による変形を起こし正確な検知出力が得られないという課題を有していた。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ＣＯセンサの温度上昇を防止し、ＣＯセンサの構成部品の変形や劣化を防止して、長期間にわたってＣＯセンサにより燃焼装置の燃焼不良検知を精度良く行うようにした水素生成器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の水素生成器は、炭化水素系原料の改質反応により水素を含む生成ガスを生成する改質部と、前記改質部に設けられた燃焼装置と、前記燃焼装置の燃焼排ガスの成分検知を行うＣＯセンサと、前記燃焼装置を停止し、前記改質部の冷却を行うときに前記ＣＯセンサの温度上昇を防止するための空気導入部とを備えた水素生成器とするものである。
【０００６】
これによって、水素生成器を冷却するために必要なポストパージ動作を行ったときにＣＯセンサの周囲に空気導入部から新鮮な低温の空気を導入して高温になった排気空気をＣＯセンサの周囲から排除し、ＣＯセンサの温度上昇を防止して、長期間にわたってＣＯセンサによる加熱用燃焼装置の燃焼不良検知を精度良く行うことができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の水素生成器は、ＣＯセンサによる燃焼装置の燃焼排ガスのＣＯ濃度検知を長期簡にわたって精度良く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、炭化水素系原料の改質反応により水素を含む生成ガスを生成する改質部と、前記改質部に設けられた燃焼装置と、前記燃焼装置の燃焼排ガスの成分検知を行うＣＯセンサと、前記燃焼装置を停止し、前記改質部の冷却を行うときに前記ＣＯセンサの温度上昇を防止するための空気導入部とを備えたことにより、水素生成器を冷却するために必要なポストパージ動作を行ったときにＣＯセンサの周囲に空気導入部から新鮮な低温の空気を導入して高温になった排気空気をＣＯセンサの周囲から排除し、ＣＯセンサの温度上昇を防止して、長期間にわたって燃焼装置の燃焼不良検知を精度良く行うことができる。
【０００９】
第２の発明は、特に、空気導入部は、排気ダクト内のＣＯセンサ装着位置の上流から空気を導入し、ＣＯセンサの温度上昇を防止することにより、ＣＯセンサに燃焼排ガスが到達する前に空気で希釈して燃焼排ガスを均一に温度低下させ、確実にＣＯセンサの温度上昇を防止することができる。
【００１０】
第３の発明は、特に、空気導入部は、排気ダクトにＣＯセンサを臨ませるために設けた挿入通路内に空気を導入し、ＣＯセンサの温度上昇を防止することにより、挿入通路に侵入する高温の燃焼排ガスを排除することで挿入通路の温度上昇を防止して、ＣＯセンサ取り付け部のパッキンの劣化を防止し、燃焼排ガスのシールを長期にわたって維持することができる。
第４の発明は、特に、空気導入部は、排気ダクトにＣＯセンサを臨ませ、燃焼排ガスの一部を取り込むためにＣＯセンサの周囲に設けたセンサキャップに空気を導入し、ＣＯセンサの温度上昇を防止することにより、少量の空気によりＣＯセンサを直接冷却し、確実にＣＯセンサの温度上昇を防止し、センサキャップ内の燃焼排ガスを置換してＣＯセンサの周囲を定期的に掃除することができる。
【００１１】
第５の発明は、特に、空気導入部は、改質部の温度検知部が所定の温度に低下するまで空気の導入を行うことにより、既存の温度検知部を応用して冷却空気導入のタイミングを容易にコントロールすることができ、新たな部品のコストアップを防止することができる。
【００１２】
第６の発明は、特に、空気導入部は、燃焼装置の送風手段により冷却空気の導入を行うことにより、燃料電池システムの既存の構成部品で空気の導入を行うことができるので、新たなコストアップを防止することができる。
【００１３】
また、燃焼装置の送風手段を用いるので、送風圧力や送風量の供給能力に余力があり、空気供給管に所定の冷却空気を導入することができる。
【００１４】
第７の発明は、特に、空気導入部は、独立した導入空気送風手段により冷却空気の導入を行うことにより、一定の空気量を維持できるので導入空気送風手段を構成や制御方法で簡素化することができる。
【００１５】
また、空気導入部に対して専用の空気供給を行うので、故障した時に燃料電池システムの他の部分に影響を与えないでメンテナンスを行うことができる。
【００１６】
第８の発明は、特に、空気導入部は、水素生成器の選択酸化部の選択酸化空気供給手段により冷却空気の導入を行うことにより、燃料電池システムの既存の構成部品で空気の導入を行うことができるので、新たなコストアップを防止することができる。
【００１７】
また、選択酸化空気手段により、一定の圧力で所定の空気量の導入を維持できるので、構成や制御方法で簡素化することができる。
【００１８】
第９の発明は、特に、空気導入部は、空気弁を介して選択酸化部の冷却用空気の導入を行うことにより、燃料電池システムの既存の構成部品に冷却空気の供給を行うことができるので、新たなコストアップを防止することができる。
【００１９】
また、冷却用空気は、選択酸化部の温度により供給をコントロールされるので、空気弁の開閉という簡素化された構成で行うことができる。
【００２０】
第１０の発明は、特に、空気導入部は、燃料電池のカソードに空気を供給するカソード空気供給手段により冷却空気の導入を行うことにより、燃料電池システムの既存の構成部品で冷却空気の導入を行うことができるので、新たなコストアップを防止することができる。
【００２１】
第１１の発明は、特に、空気導入部は、燃料電池のパージガスの置換空気供給手段により冷却空気の導入を行うことにより、燃料電池システムの既存の構成部品で冷却空気の導入を行うことができるので、新たなコストアップを防止することができる。
【００２２】
また、パージガスの置換空気供給手段は、燃料電池のカソード（空気極）のパージだけに使用し、燃料電池の発電中は作動していないので、空気供給管の冷却空気の導入に有効な活用を図ることができる。
【００２３】
第１２の発明は、特に、水素生成器を燃料電池システムに搭載するようにしたことにより、水素生成器を冷却するために必要なポストパージ動作を行ったときにＣＯセンサの周囲に空気導入部から新鮮な低温の冷却空気を導入して高温になった排気空気をＣＯセンサの周囲から排除し、ＣＯセンサの温度上昇を防止して、長期間にわたってＣＯセンサによる加熱用燃焼装置の燃焼不良検知を精度良く行うことができる。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における水素生成器（改質部）の構成図である。
【００２６】
図１において、１は、都市ガス（またはＬＰＧまたは炭化水素系燃料）を原料として燃料電池システムに供給する水素を生成する改質部であり、２は、脱硫装置（図示なし）で処理を行った後の都市ガス（または、ＬＰＧまたは炭化水素系燃料）と水蒸気とからなる原料ガス、３は、ニッケルもしくはルテニウムを主成分とする触媒を充填した触媒層で、この触媒層３で原料ガス２を水蒸気改質反応させることにより、水素と二酸化炭素および一酸化炭素からなる生成ガス４を生成する。この生成反応は７００℃程度の高温で生じる吸熱反応であるため、燃焼装置５により高温の燃焼ガスを供給して原料ガス２と触媒層３を加熱している。改質部１と生成ガス４から一酸化炭素を除去するための変成部（図示なし）や選択酸化部（図示なし）とで水素生成器６を構成している。
【００２７】
燃焼装置５は、で都市ガス７（またはＬＰＧ）や燃料電池から排出されるオフガス８（未反応水素ガス）、または都市ガス７（またはＬＰＧ）とオフガス８を混合して、燃料ガス９としてディストリビュータ１０から噴出し、空気噴出部１１の周囲から空気１２を供給することにより、火炎１３を形成し燃焼を行う。円管状のディストリビュータ１０の先端には、燃料ガス９を噴出する複数個のノズル１４がディストリビュータ１０の円周方向に設けられ、燃料ガス９を放射状に噴出する構成としている。空気噴出部１１は、複数個の空気噴出孔１５を空気噴出部１１の側面に略直角に設けている。空気噴出部１１は、デ
ィストリビュータ１０を中心として、火炎１３の出口方向に徐々に拡大するようにカップ状に燃焼室１６を形成し、燃焼用の空気１２を燃焼室１６内に供給する構成としている。
【００２８】
空気噴出孔１５は、上下方向の配列を千鳥状に設けている。ディストリビュータ１０のノズル１４は、空気噴出部１１の空気噴出孔１５の最下段に設ける空気噴出孔１７とほぼ対向する位置になるように配置している。また、空気噴出部１１の底部には複数個の下部空気噴出孔１８を設け、ディストリビュータ１０の軸方向と平行方向に空気１２の一部を噴出する構成としている。
【００２９】
１９は、空気１２を供給する空気室で、空気噴出部１１の周囲を囲む形で通路を構成している。 空気室１９の上流には、送風ダクト２０を介して送風手段２１が設けられている。送風手段２１は、空気１２を供給する送風機で構成され、羽根車には高圧を出せるターボファンやラジアルファン等を用い、それをモータで回転させるようにしている。制御部２２により送風手段２１のコントロールを行うようにしている。
【００３０】
２３は、燃焼装置５によって生じる火炎１３が触媒容器２４に直接触れることを避け、さらに燃焼ガス２５の流路を規定するための燃焼筒である。燃焼ガス２５は、触媒容器２４の周囲に沿って流れ、改質器１の外部に排出される。
【００３１】
２６は、ディストリビュータ１０の中央に、ディストリビュータ１０を貫通するように設ける挿入通路で、挿入通路２６は、ディストリビュータ１０とは、隔離して構成され、燃料ガス９が進入することはない。２７は、挿入通路２６内に挿入する着火用の電極で、耐熱性のカンタル線やエスイット線で構成している。電極２７の周囲は、絶縁用の絶縁碍子２８で被覆されている。絶縁碍子２８は、耐熱性のアルミナ、シリカ等のセラミック材で形成し、その表面は、ガラス成分からなる釉薬が塗布されている。電極２７の先端は、燃焼室１６に臨み、ディストリビュータ１０の天板２９に火花放電が飛ぶように、位置決めを行っている。
【００３２】
３０は、炎検知手段で、耐熱性のカンタル線やエスイット線でフレームロッドを構成し、火炎１３の有無を検知している。炎検知手段３０の周囲は、絶縁用の絶縁碍子３１で被覆されている。絶縁碍子３１は、耐熱性のアルミナ、シリカ等のセラミック材で形成し、その表面は、ガラス成分からなる釉薬が塗布されている。炎検知手段３０の先端は、燃焼室１６に臨み、曲率をもって屈曲し、空気噴出部１１の内壁に沿って、所定の間隙を有しながら、火炎１３中に臨むように位置を決められている。炎検知手段３０の装着は、空気噴出部１１の上部に設ける燃焼筒２３の下部の一部を拡管して設ける空間３２から炎検知手段３０の先端を延長して、空気噴出部１１の内壁に沿って臨ませている。制御部２２の指示により、炎検知手段３０に交流もしくは直流の電圧を印加して、火炎１３中のイオン電流を検知している。炎検知手段３０のデータは、電圧値または電流値として判定を行っている。
【００３３】
３３は、触媒容器２４の周囲に設けられた排ガス通路で、燃焼ガス２５が触媒容器２４に沿って流れるように改質器１の上方に出口３４を設け、燃焼ガス２５を改質器１の外部に燃焼排ガス３５として排出している。出口３４には、筒状の排気ダクト３６が連接されている。この排気ダクト３６の他方は、熱交換器（図示無し）に連結し、燃焼排ガス３５の熱を回収し、熱効率の低下を防止している。
【００３４】
３７は、排気ダクト３６の途中に設けたＣＯセンサで、排気ダクト３６に臨まされた検知部分に燃焼排ガス３５の一部を取り込んで、成分を直接測定している。
【００３５】
ここで、ＣＯセンサ３７の構成を図２（ａ）、（ｂ）により説明する。図２（ａ）はＣ
Ｏセンサの回路図を示しており、ＣＯセンサ３７は、ＣＯ検知素子３８と温度補償素子３９と２個の抵抗素子４０，４１がブリッジ回路に接続され、ＣＯ検知素子３８と抵抗素子４０との接続部と、温度補償素子３９と抵抗素子４１との接続部との間に直流電源Ｅが供給され、電流が流れることで高温（２００〜４００℃程度）に加熱される。ＣＯ検知素子３８と温度補償素子３９は、白金線にアルミナ担体を構成しており、ＣＯ検知素子では、アルミナ担体と酸化触媒（例えば、白金や酸化スズ等）を焼結し、その表面に接触する未燃ガスが触媒作用によって燃焼するようになっている。このとき、温度補償素子３９は、アルミナ担体にアルミナとガラスの混合物を焼結していて接触燃焼しないようにしているため、ＣＯ検知素子３８と温度補償素子３９の素子温度に差が生じる。白金線は、温度により抵抗値が変化するので、燃焼排ガス中のＣＯ濃度が大になるほど、ＣＯ検知素子３８と温度補償素子３９の抵抗値の差が大となる。これにより、燃焼排ガス３５中のＣＯ濃度に応じた出力値Ｖが、ブリッジ回路における、ＣＯ検知素子３８と温度補償素子３９との接続部と抵抗素子４０，４１の接続部から出力される。
【００３６】
図２（ｂ）はＣＯセンサの一部切り欠き斜視図であり、ＣＯセンサは、金属製（例えば、ステンレス等）のケース４２内にＣＯ検知素子３８と温度補償素子３９を収納し、ケース４２の一部に開口した燃焼排ガス３５の取り入れ口４３から流入する燃焼排ガス３５の一部を受けてＣＯ濃度の検知を行う。取り入れ口４３には、メッシュ状の蓋が取り付けられ、ゴミ、水滴等の進入を防止している。ＣＯ検知素子３８と温度補償素子３９のケース４２内での固定は、耐熱性のある樹脂材料（例えば、フェノール樹脂等）で構成する台座４４を設け、そこで白金線を支えるようにしてＣＯ検知素子３８と温度補償素子３９を空中に露出するように配置している。ＣＯ検知素子３８と温度補償素子３９の間には、台座４４から仕切り部４５を立設して、ＣＯ検知素子３８と温度補償素子３９の周囲に燃焼排ガス３５の同一条件の流れが並行に流れるようにしている。台座４４や仕切り部４５は、白金線の絶縁を行い、形状の精度を向上させるために樹脂材料で構成している。
【００３７】
また、図１において、ＣＯセンサ３７は、ＣＯ量が所定の閾値を超えて燃焼状態が不良と判定できた時に燃料ガス９の供給を停止し、燃焼装置５を停止させる指示を行うようにしている。ＣＯセンサ３７は、排気ダクト３６に装着するときにその先端の検知部分を排気ダクト３６に挿入し、信号や電源の接続部分は、外部に露出し放熱を促進して温度上昇を防止している。ＣＯセンサ３７の排気ダクト３６への装着は、ＣＯセンサ３７のケース４２の一部と排気ダクト３６の外周との間にパッキン４６（例えば、耐熱性のテフロン（登録商標）等の樹脂で構成する）を挟み込み、ベルト（図示なし）等で固定するようにしている。
【００３８】
４７は、排気ダクト３６の途中に連通する空気導入部で、送風手段２１から送風管４８を介して冷却空気４９を排気ダクト３６内に導入している。空気導入部４７は、排気ダクト３６のＣＯセンサ３７装着部分の上流（燃焼排ガス３５の流れに対して上流であり、例えば、燃焼排ガス３５が上昇する流れのときは、ＣＯセンサ３７の下方に設けることになる）に設けている。送風管４８の途中には、開閉弁５０が設けられ、燃焼装置５が停止し、水素生成器６のポストパージ動作にあわせて開閉弁５０を開放し、冷却空気４９を排気ダクト３６内に導入し、ポストパージ動作により排出される高温の排気空気５１を希釈して温度をＣＯセンサ３７の耐熱上の許容温度まで低下させている。開閉弁５０は、電動式のバルブまたはダンパーで構成している。
【００３９】
５２は、触媒層３の温度を検知する温度検知部で、水素生成器６を作動しているときは、
制御部２２が、この温度検知部５２により、触媒層３の温度を一定に維持するように燃焼装置５の能力のコントロールを行っている。温度検知部５２は、サーミスタやサーモカップルで構成している。温度検知部５２は、触媒層３の密閉性を保つために触媒層３の触媒
容器２４の外壁の一部の温度を測定するようにしている。
【００４０】
５３は、断熱材で、改質部１の放熱を減少させ、熱効率を向上させるために改質部１の周囲に設けている。断熱材５３は、グラスウールやセラミック繊維等の耐熱材料で構成している。
【００４１】
以上のように構成された水素生成器６について、以下その動作、作用を説明する。
【００４２】
まず、水素生成器６の起動時は、制御部２２により送風手段２１を作動し、燃焼用の空気１２を送風する。空気１２は、送風ダクト２０を通り空気室１９に流入し、空気噴出部１１の空気噴出孔１５から燃焼室１６に供給される。ここで、ディストリビュータ１０のノズル１４から燃焼速度や流量の異なる都市ガス７（またはＬＰＧまたは炭化水素系燃料）の燃料ガス９を噴出すると、このディストリビュータ１０から放射状に噴出された燃料ガス９と略対向する最下段の空気噴出孔１７から供給された空気１２とが衝突し混合する。この時、ディストリビュータ１０の中央に、ディストリビュータ１０を貫通するように設ける挿入通路２６から燃焼室１６に臨ませた電極２７により、火花放電が行なわれ、燃料ガス９に着火が行なわれる。燃料ガス９は空気噴出部１１の開口部方向へ流れて行くが、空気噴出部１１の形状を図示したようにカップ状としているため、燃料ガス９の流路断面積が連続的に拡大し、それによって燃料ガス９の流速が減少し、その流速が都市ガス７の燃焼速度と同等またはそれ以下となった場所で、部分的な予混合の火炎１３を生じて燃焼する。この燃焼により改質器１の触媒層３を加熱し、水蒸気改質反応を促進し生成ガス４を発生させる。
【００４３】
また、燃料電池システムの発電時は、水素生成器６から燃料電池（図示なし）に供給された生成ガス４の残りとして排出されるオフガス８（未反応水素ガス）を燃料ガス９として使用し、改質器１の触媒層３を加熱し、水蒸気改質反応を促進していく。
【００４４】
このとき、ＣＯセンサ３７で燃焼排ガス３５中のＣＯ濃度を連続測定し、火炎１３の状態を評価する。例えば、送風手段２１が排気閉塞や給気閉塞により火炎１３が空気不足になりＣＯを発生すると、ＣＯセンサ３７で検知してその信号を制御器２２に送る。制御部２２では、その信号が所定の値（例えばＪＩＳ等で規定されるＣＯの最大排出量に相当する閾値の信号）を超える時は、燃焼装置５の燃焼状態を不良と判定し、燃焼装置５を停止させる指示を行う。また、制御部２２は、水素生成器６や燃料電池システムに対しても停止動作の指示を行うようにしている。また、気温の低下や燃料ガス９の供給不良による供給量の減少により、火炎１３が空気過剰になりＣＯを発生しても、同じようにＣＯセンサ３７の信号の評価を行い、燃焼状態の判定を行うようにしている。また、炎検知手段３０では、火炎１３のイオン電流を測定し、電圧値または電流値として制御部２２により所定のデータ信号が得られているかを判定し、異常があれば燃焼装置５を停止させ安全を確保するようにしている。
【００４５】
水素生成器６を停止時は、燃焼装置５を停止し水素生成器６のポストパージ動作を行う。このときは、制御部２２の支持により送風管４８の途中に設けた開閉弁５０を開放し、送風ダクト２０から空気１２の一部を送風管４８に導入し、空気導入部４７から冷却空気４９を排気ダクト３６に供給し、ポストパージ動作により排出される高温の排気空気５１を希釈し、排気空気５１の温度をＣＯセンサ３７の耐熱上の許容温度まで低下させている。制御部２２により、温度検知部５２の温度を評価して水素生成器６の触媒層３の温度が所定の温度（例えば、触媒層３の炭素析出が起こらない温度）に低下するまで、空気導入部４７から冷却空気４９を導入し、ＣＯセンサ３７の温度上昇を防止するようにしている。
【００４６】
以上のように、本実施の形態においては、水素生成器６を冷却するために必要なポストパージ動作を行ったときにＣＯセンサ３７の周囲に空気導入部４７から新鮮な低温の冷却空気４９を導入して高温になった排気空気５１をＣＯセンサ３７の周囲から排除するので、ＣＯセンサ３７の温度上昇を防止して、ＣＯセンサの劣化を防止し、長期間にわたってＣＯセンサ３７による燃焼装置５の燃焼不良検知を精度良く行うことができる。
【００４７】
また、ポストパージ動作を行うときに冷却空気４９を空気１２から分配するので、送風機の能力を十分に利用して冷却空気４９を増加し、ＣＯセンサ３７の温度上昇を防止することができる。
【００４８】
また、送風管４８の途中に開閉弁５０を設けて、ポストパージ動作以外は、送風管４８を閉止するので、燃焼装置５作動時の燃焼排ガス３５の送風管４８への逆流を防止して燃焼排ガス３５のＣＯ濃度検知精度の低下を防止することができる。
【００４９】
また、ＣＯセンサ３７の温度上昇を防止できるので、ＣＯセンサ３７の構成部品（例えば、台座４４や仕切り部４５）を樹脂材料で構成し、白金線の絶縁と形状の精度向上を実現でき、またガス給湯器等に使用されるＣＯセンサ３７活用できるので水素生成器６用にＣＯセンサ３７を開発するというコストアップを防止できる。
【００５０】
また、ＣＯセンサ３７は、接触燃焼式を採用しているので、燃焼排ガス３５中の水素成分にも感度があるので、オフガス８の燃焼状態が変化して、燃料ガス９中の水素が多量にスリップしても燃焼装置５の燃焼不良として判定し、安全性を確保することができる。
【００５１】
また、火炎１３の有無を炎検知手段３０で判定しているので、急激な燃焼状態の変化による失火を評価でき、ＣＯセンサ３７の測定の時間遅れを補完して燃焼状態の急変にも対応することができる。
【００５２】
また、燃焼装置５の燃焼排ガス３５の成分検知を行うＣＯセンサ３７と、このＣＯセンサ３７の信号から燃焼装置５の燃焼状態が不良と判定できた時に燃焼装置５を停止させる制御部２２を備えたので、燃焼用の空気１２の変動や燃料ガス９の変動により火炎１３が燃焼不良になった時に、ＣＯセンサ３７により燃焼排ガス３５の成分を直接測定することにより、燃焼不良状態が判定できるので、精度良く燃焼装置５を停止し、水素生成器６（燃料電池システム）の安全性を確保することができる。
【００５３】
また、燃料ガス９を周囲方向に噴出するディストリビュータ１０と、このディストリビュータ１０を囲むように周囲から中央方向に空気１２を噴出する空気噴出部１１を設けたので、燃料ガス９と空気１２の混合を促進し、火炎１３を短炎化し、水素生成器６の小型化を行うことができる。
【００５４】
また、燃料ガス９と空気１２が混合を促進するためにノズル１４と最下段の空気噴出孔１７を略対向して配置しているので、この部分では燃焼速度が速く燃焼しやすい水素が空気と十分に混合し、火炎１３は常に安定した状態を維持し、燃焼排ガス３５の特性を向上できる。
【００５５】
また、下部空気噴出孔１８を介して空気１２を燃料ガス９に対して下方から交差する位置から噴出するので、燃料ガス９と空気１２の混合をより良好にすることができる。この空気１２は、単にガスの混合を良くするのみではなく、燃焼ガス９の流量に対して空気１２の流量が相対的に過剰に供給した場合でも火炎１３を保つ作用が認められ、燃焼の安定化に大きな効果を有している。
【００５６】
また、ディストリビュータ１０のノズル１４から都市ガス７（またはＬＰＧまたは炭化水素系燃料）や燃料電池より戻るオフガス８の異なる燃料を噴出できるので、構成が簡単になりコストを低減することができる。
【００５７】
また、ディストリビュータ１０からは常に都市ガス７（またはＬＰＧまたは炭化水素系燃料）またはオフガス８が噴出するので、ディストリビュータ１０が冷却され、火炎１３で過熱されず、長期間の使用に耐えることができる。
【００５８】
なお、ＣＯセンサ３７で検知してその信号を制御部２２に送り、制御部２２では、その信号が所定の値（例えばＪＩＳ等で規定されるＣＯの最大排出量に相当する信号による閾値）を超える時は、燃焼装置５の燃焼状態を不良と判定し、燃焼装置５を停止させる指示を行うが、制御部２２により、ＣＯセンサ３７の信号が所定の値よりも低い値で、送風手段２１をコントロールして（例えば、所定の値よりも低いＣＯの値でも空気１２を増加させてＣＯ濃度を低減し、ＣＯ濃度が上昇するごとにこの動作を繰り返す）、送風手段２１の能力の限界になった時にＣＯセンサ３７が前記の所定の値を超える場合は、燃焼装置５を停止するようにすることも可能である。
【００５９】
（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における水素生成器６を示す断面図である。
【００６０】
図３において、空気導入部４７は、排気ダクト３６内のＣＯセンサ３７装着位置の上流から冷却空気４９を導入し、ＣＯセンサ３７の温度上昇を防止している。
【００６１】
以上のように構成された水素生成器６について、以下その動作、作用について説明する。
【００６２】
燃焼装置５が停止し、水素生成器６のポストパージ動作を行うときは、送風管４８の途中に設けた開閉弁５０を開放し、送風ダクト２０から空気１２の一部を送風管４８に導入し、排気ダクト３６内のＣＯセンサ３７装着位置の上流から冷却空気４９として導入し、ＣＯセンサ３７の上流で排気空気５１の温度を低下させてからＣＯセンサ３７に排気空気５１が流入するようにしてＣＯセンサ３７の温度上昇を防止している。
【００６３】
以上のように、本実施の形態においては、ＣＯセンサ３７に排気空気５１が到達する前に冷却空気４９で希釈して排気空気５１を均一に温度低下させ、確実にＣＯセンサ３７の温度上昇を防止することができ、ＣＯセンサ３７の劣化を防止し、長期間にわたってＣＯ濃度検知の精度を維持することができる。
【００６４】
また、空気導入部４７は、排気ダクト３６に送風管４８を連通させる簡素な構成なので、コストアップも低く抑えることができる。
図３において、空気導入部４７は、改質部１の温度検知部５２が所定の温度に低下するまで冷却空気４９の導入を行うようにしている。
以上のように構成された水素生成器６について、以下その動作、作用について説明する。制御部２２により、燃焼装置５を停止し水素生成器６のポストパージ動作に入る前に送風管４８の途中に設けた開閉弁５０を開放し、送風ダクト２０から空気１２の一部を分配して冷却空気４９として排気ダクト３６に導入する。このとき、改質器１に設けた触媒層３の温度検知部５２によりポストパージ中の触媒層３の温度をモニターし、触媒層３が所定の温度（水素生成器６を停止するときは、触媒層を高温のまま放置すると触媒層３に炭素析出して触媒が劣化するので、急速に１００〜１５０℃程度まで冷却する必要がある）になるまで、ポストパージ動作を続け、この間、排気ダクト３６に排出する高温の排気空気５１を空気導入部４７から導入する冷却空気４９で希釈し、冷却し、ＣＯセンサ３７の温
度上昇を防止している。
以上のように、本実施の形態においては、空気導入部４７は、改質部１の温度検知部５２が所定の温度に低下するまで冷却空気４９の導入を行うので、排気ダクト３６に排出する排気空気５１の温度を確実に低下し、ＣＯセンサ３７の温度上昇を防止することができ、ＣＯセンサ３７の劣化を防止し、長期間にわたってＣＯ濃度検知の精度を維持することができる。
また、既存の温度検知部５２を応用して冷却空気４９導入のタイミングを容易にコントロールすることができ、新たな温度検知部品の追加というコストアップ要因を防止することができる。
また、図３において、空気導入部４７は、燃焼装置５の送風手段２１により冷却空気４９の導入を行うようにしている。空気導入部４７は、送風管４８を介して燃焼装置５に送風手段２１を用いて燃焼用の空気１２を供給する送風ダクト２０の途中から分岐し、排気ダクト３６に連結している。
以上のように構成された水素生成器６について、以下その動作、作用について説明する。
【００６５】
燃焼装置５が停止し、水素生成器６のポストパージ動作を行うときは、送風管４８の途中に設けた開閉弁５０を開放し、送風ダクト２０から空気１２の一部を送風管４８に導入し、この送風管４８を介して排気ダクト３６に冷却空気４９を導入し、ＣＯセンサ３７の温度上昇を防止している。この時、送風手段２１は、制御部２２により、水素生成器６のポストパージ動作に必要な空気１２に加えて、冷却空気４９を送るように送風手段２１のコントロールを行うようにしている。
以上のように、本実施の形態においては、空気導入部４７は、燃焼装置５の送風手段２１により冷却空気４９の導入を行うことにより、燃料電池システムの既存の構成部品である送風手段２１で、冷却空気４９の供給を行うことができるので、構成も簡単で新たなコストアップを防止することができる。
【００６６】
また、燃焼装置５の送風手段２１を用いるので、送風圧力や送風量の能力に余力があり、空気導入部４７に所定の冷却空気４９を導入することができる。なお、図１の形状の物でも同様の作用により同様の効果を奏するものである。
【００６７】
（実施の形態３）
図４は、本発明の第３の実施の形態における水素生成器６のＣＯセンサ周辺を示す部分断面図である。
【００６８】
図４において、空気導入部４７は、排気ダクト３６にＣＯセンサ３７を臨ませるために設けた挿入通路５４内に冷却空気４９を導入し、ＣＯセンサ３７の温度上昇を防止するようにしている。ＣＯセンサ３７の取り付けは、挿入通路５４の取り付け部５５にパッキン５６（例えば、耐熱性のテフロン（登録商標）等の樹脂を使用している）を介してＣＯセンサ３７をビス等で固定するようにしている。挿入通路５４は、ＣＯセンサ３７の装着時にその組み立て性の向上のため設けている。
【００６９】
以上のように構成された水素生成器６について、以下その動作、作用について説明する。
【００７０】
燃焼装置５が停止し、水素生成器６のポストパージ動作を行うときは、送風管４８の途中に設けた開閉弁５０を開放し、送風ダクト２０から空気１２の一部を送風管４８に導入し、この送風管４８を介して排気ダクト３６に設けた挿入通路５４内に冷却空気４９を導入し、挿入通路５４に侵入する高温の排気空気５１を排除することで挿入通路５４内のＣＯセンサ３７の温度上昇を防止している。
【００７１】
以上のように、本実施の形態においては、挿入通路５４に侵入する高温の排気空気５１を排除するので、挿入通路５４内のＣＯセンサ３７の温度上昇を防止して、ＣＯセンサ３７の劣化を防止し、長期間にわたってＣＯ濃度検知の精度を維持することができる。
【００７２】
また、挿入通路５４全体を冷却することでＣＯセンサ３７の取り付け部５５のパッキン５６の劣化を防止し、燃焼排ガス３５のシールを長期間にわたって維持することができる。
【００７３】
（実施の形態４）
図５は、本発明の第４の実施の形態における水素生成器６のＣＯセンサ周辺を示す部分断面図である。
【００７４】
図５において、空気導入部４７は、排気ダクト３６にＣＯセンサ３７を臨ませ、燃焼排ガス３５の一部を取り込むためにＣＯセンサ３７の周囲に設けたセンサキャップ５７に冷却空気を導入し、ＣＯセンサ３７の温度上昇を防止している。センサキャップ５７は、ＣＯセンサ３７に燃焼排ガス３５の一部を取り込むときにその流速を押さえ、均一な流れを形成するために設けている。センサキャップ５７は、挿入通路５４にパッキン５６を介してＣＯセンサ３７と友締めにより固定するようにしている。
【００７５】
以上のように構成された水素生成器６について、以下その動作、作用について説明する。
【００７６】
燃焼装置５が停止し、水素生成器６のポストパージ動作を行うときは、送風管４８の途中に設けた開閉弁５０を開放し、送風ダクト２０から空気１２の一部を送風管４８に導入し、この送風管４８を介して挿入通路５４内に設けたセンサキャップ５７内に冷却空気４９を導入し、センサキャップ５７内に侵入する高温の排気空気５１を排除することでセンサキャップ５７内のＣＯセンサ３７の温度上昇を防止している。
【００７７】
以上のように、本実施の形態においては、センサキャップ５７内に冷却空気４９を導入するので、短時間で冷却空気４９によりＣＯセンサ３７を直接冷却し、確実にＣＯセンサ３７の温度上昇を防止することができる。
【００７８】
また、センサキャップ５７内の燃焼装置５の停止後もセンサキャップ５７内に残る燃焼排ガス３５を冷却空気４９で置換するので、ＣＯセンサ３７の周囲を定期的に掃除して、ＣＯ濃度検知のばらつきを低減することができる。
（実施の形態５）
図６は、本発明の第５の実施の形態における水素生成器６の断面図である。
【００７９】
図６において、空気導入部４７は、独立した導入空気送風手段５８により冷却空気４９の導入を行うようにしている。導入空気送風手段５８は、冷却空気４９を導入する送風機で構成され、羽根車には高圧を出せるターボファンやラジアルファン等を用い、それをモータで回転させるようにしている。制御部２２により導入空気送風手段５８のコントロールを行うようにしている。
【００８０】
以上のように構成された水素生成器６について、以下その動作、作用について説明する。
【００８１】
燃焼装置５が停止し、水素生成器６のポストパージ動作を行うときは、送風手段２１によりポストパージ用の空気１２を供給するのに合わせ、導入空気送風手段５８により、冷却空気４９を送風管４８を介して空気導入部４７から排気ダクト３６内に導入している。
制御部２２は、導入空気供給手段５８をオンオフするような簡単なコントロールで一定の状態に維持するようにしている。
【００８２】
以上のように、本実施の形態においては、空気導入部４７は、独立した導入空気送風手段４５により冷却空気４９の導入を行うことにより、一定の空気量を維持できるので導入空気送風手段５８を構成や制御方法で簡素化することができる。
【００８３】
また、空気導入部４７に対して、単独で冷却空気４９の導入を行うので、故障した時に燃料電池システムの他の部分に影響を与えないで交換のメンテナンス等を行うことができる。
【００８４】
なお、導入空気供給手段５８を送風機で構成するとあるが、高圧を出せるポンプやブースターを使用することも可能である。
【００８５】
なお、燃焼装置５が作動しているときは、送風管４８に燃焼排ガス３５が逆流しないように、送風管４８の途中に開閉弁５０を設け、送風管４８を閉止することも可能である。
【００８６】
なお、燃焼装置が作動しているときは、送風管４８に燃焼排ガス３５が逆流しないように、導入空気送風手段５８を作動し常に一定の冷却空気４９を送風管４８から排気ダクト３６に導入することも可能である。
（実施の形態６）
図７は、本発明の第６の実施の形態における水素生成器のシステム図である。
【００８７】
図７において、空気導入部４７は、水素生成器６の選択酸化部５９の選択酸化空気供給手段６０により冷却空気４９の導入を行うようにしている。水素生成器６は、改質部１と生成ガス４から一酸化炭素を除去するための変成部６１や選択酸化部５９とで構成している。選択酸化空気供給手段６０は、この選択酸化部５９に選択酸化用空気６２を供給して生成ガス４中のＣＯ（一酸化炭素を酸化してその濃度を低下させている）を除去している。
選択酸化部５９と選択酸化空気供給手段６０は、選択酸化空気供給管６３で連通している。
【００８８】
この選択酸化空気供給管６３の途中に選択酸化空気弁６４が設けられている。選択酸化空気弁６４は、電動式のバルブやダンパーで構成している。選択酸化空気弁６４と選択酸化空気供給手段６０の途中の選択酸化空気供給管６３から送風管４８が分岐され、空気導入部４７に連結されている。この構成により、選択酸化供給手段６０から冷却空気４９を空気導入部４７に送るようにしている。選択酸化供給手段６０は、選択酸化用空気６２を供給するために供給圧力が取れるポンプまたはブースターまたは送風機等で構成している。
【００８９】
以上のように構成された水素生成器６について、以下その動作、作用について説明する。
【００９０】
燃焼装置５が停止し、水素生成器６のポストパージ動作を行うときは、送風手段２１によりポストパージ用の空気１２を供給するのに合わせ、制御部２２の指示により、選択酸化供給手段６０により選択酸化空気供給管６３と送風管４８を介して、冷却空気４９を空気導入部４７から排気ダクト３６内に導入して、排気空気５１と混合させている。このとき、送風管４８の途中に設けた開閉弁５０を開放している。また、選択酸化空気弁６４を閉止して、選択酸化部５９に冷却空気４９が逆流しないようにしている。
【００９１】
燃焼装置５が作動している時は、選択酸化空気弁６４を開放して選択酸化用空気６２を選択酸化部５９に供給する。このとき、送風管４８の途中に設けた開閉弁５０を閉止し、燃焼排ガス３５が送風管４８に逆流しないようにしている。以後、燃料電池システムにより発電が行われる間、選択酸化空気供給手段６０により、選択酸化用空気６２を供給するようにしている。
【００９２】
以上のように、本実施の形態においては、空気導入部４７は、水素生成器６の選択酸化部５９の選択酸化空気供給手段６０により冷却空気４９の導入を行うことにより、燃料電池システムの既存の構成部品で空気の導入を行うことができるので、新たなコストアップを防止することができる。
【００９３】
また、選択酸化空気供給手段６０により、一定の圧力で所定の空気量の導入を維持できるので、構成や制御方法で簡素化することができる。
（実施の形態７）
図８は、本発明の第７の実施の形態における水素生成器のシステム図である。
【００９４】
図８において、空気導入部４７は、空気弁６５を介して選択酸化部５９の冷却用空気６６の導入を行うようにしている。空気弁６５は、電動式のバルブやダンパーで構成している。導入空気送風手段６７は、空気弁６５を介して選択酸化部５９の冷却用空気６６の供給を行うようにしている。導入空気送風手段６７と空気導入部４７を連通する送風管４８の途中に冷却空気供給管６８を分岐している。この冷却空気供給管６８を分岐している地点と空気導入部４７の間の送風管４８に開閉弁５０を設けている。冷却空気供給管６８の他方は、選択酸化部５９の周囲に設ける冷却空気通路６９に連通している。この冷却空気通路６９と送風管４８の間の冷却空気供給管６９に空気弁６５を設けている。また、選択酸化部５９の温度を所定の温度範囲に保つために、制御部２２により空気弁６５を開閉して冷却用空気６６の供給をコントロールしている。導入空気送風手段６７は、冷却用空気６６を供給するために供給圧力が取れるポンプまたはブースターまたは送風機等で構成している。７０は、選択酸化部５９の温度検知部で、熱電対またはサーミスタで構成している。
【００９５】
以上のように構成された水素生成器６について、以下その動作、作用について説明する。
【００９６】
燃焼装置５が停止し、水素生成器６のポストパージ動作を行うときは、送風手段２１によりポストパージ用の空気１２を供給するのに合わせ、制御部２２の指示により、開閉弁５０を開放して、導入空気送風手段６７により送風管４８を介して、冷却空気４９を空気導入部４７から排気ダクト３６内に導入して、排気空気５１と混合させている。このとき、空気弁６５を閉止し、冷却空気４９が選択酸化部５９の冷却空気通路６９に流失しないようにしている。
【００９７】
燃焼装置５が作動している時は、制御部２２では、選択酸化部５９の温度を温度検知部７０で測定し、温度が所定の範囲を越えたときに、空気弁６５を開放し冷却用空気６６を冷却空気通路６９に供給するようにしている。以後、燃料電池システムにより発電が行われる間、導入空気送風手段６７により、冷却用空気６６を供給するようにしている。また、冷却用空気６６は、選択酸化部５９の温度が低下したときは、空気弁６５を閉止し、空気弁６５を開閉することを繰り返して、選択酸化部５９の温度を一定の範囲に保つようにしている。
【００９８】
以上のように、本実施の形態においては、空気導入部４７は、選択酸化部５９の冷却用空気５３の供給を行う導入空気送風手段６７により、冷却空気４９の導入を行うことによ
り、燃料電池システムの既存構成部品使用して共通化することができるので、新たなコストアップを防止することができる。
【００９９】
また、導入空気層風手段６７は、燃焼装置５の作動中は、選択酸化部５９の冷却用空気６６の供給のみを行うので一定の空気を供給するという簡単なコントロールが可能であり、
空気導入部４７に冷却空気４９を導入するときも容易に行うことができる。
（実施の形態８）
図９は、本発明の第８の実施の形態における水素生成器のシステム図である。
【０１００】
図９において、空気導入部４７は、燃料電池のカソード７１にカソード空気７２を供給するカソード空気供給手段７３により冷却空気４９の導入を行うようにしている。カソード空気用供給手段７３は、送風機で構成され、羽根車には高圧を出せるターボファンやラジアルファン等を用い、それをモータで回転させるようにしている。制御部２２によりカソード空気用供給手段７３のコントロールを行うようにしている。カソード空気供給手段７３は、カソード空気供給管７４を介してカソード７１の入口７５に連通している。このカソード空気供給管７４の途中から送風管４８を分岐し、カソード空気７２の一部を冷却空気４９として空気導入部４７から排気ダクト３６内に導入して、排気空気５１と混合させている。送風管４８の分岐した部分とカソード７１の入口７５との間のカソード空気供給管７４の途中に空気開閉弁７６を設けて、カソード７１でカソード空気７２を必要とする以外は、空気開閉弁７６を閉止して、冷却空気４９がカソード７１に逆流しないようにしている。カソード空気供給管７４から送風管４８を分岐する地点と空気導入部４７の間に、開閉弁５０を設け、燃焼装置５が作動している間は、開閉弁５０を閉止し、カソード空気７２が空気導入部４７から流出しないようにしている。
【０１０１】
以上のように構成された水素生成器６について、以下その動作、作用について説明する。
【０１０２】
燃焼装置５が停止し、水素生成器６のポストパージ動作を行うときは、送風手段２１によりポストパージ用の空気１２を供給するのに合わせ、制御部２２の指示により、開閉弁５０を開放して、カソード空気供給手段７３により送風管４８を介して、希釈空気４９を空気導入部４７から排気ダクト３６内に導入して、排気空気５１と混合させている。制御部２２では、カソード５７にカソード空気７２を供給するときは、空気開閉弁７６を開放するようにしている。カソード７１にカソード空気７２が必要ない時は、空気開閉弁７６を閉止している。燃焼装置５が作動している時は、カソード空気供給手段７３によりカソード空気７２を連続して供給し、このときは送風管４８の開閉弁５０を閉止している。
【０１０３】
以上のように、本実施の形態においては、空気導入部４７は、燃料電池システムの既存の構成部品であるカソード空気供給手段７３で、冷却空気４９の導入を行うことができるので、構成も簡単で新たなコストアップを防止することができる。
（実施の形態９）
図１０は、本発明の第９の実施の形態における水素生成器のシステム図である。
【０１０４】
図１０において、空気導入部４７は、燃料電池のパージガス７７の置換空気供給手段７８により冷却空気４９の導入を行うようにしている。置換空気供給手段７８は、パージガス７７を置換空気７９で押し出すために供給圧力が取れるポンプまたはブースターまたは送風機等で構成している。置換空気供給手段７８は、カソード空気供給管７４の途中から分岐する置換空気供給管８０によりカソード７１の入口７５と連通している。これにより、置換空気供給手段７８に供給される置換空気７９によりカソード７１内のパージガス７７を押し出し、カソード７１内を置換空気７９で満たすようにしている。置換空気供給管
８０の途中に置換空気弁８１を設け、燃料電池システムの発電前や発電終了後に行うカソード７１のパージガス７７の排出処理時に開放している。それ以外の時は、置換空気弁８１を閉止している。この置換空気弁８１と置換空気供給手段７８の間の置換空気供給管８０から送風管４８を分岐し、置換空気７９の一部を冷却空気４９として空気導入部４７から排気ダクト３６内に導入して、排気空気５１と混合させて排気空気５１の温度を低下させている。置換空気供給管８０から送風管４８を分岐する地点と空気導入部４７の間に開閉弁５０を設けている。この開閉弁５０と置換空気弁８１は、電動式のバルブやダンパーで構成している。
【０１０５】
以上のように構成された水素生成器６について、以下その動作、作用について説明する。
【０１０６】
燃焼装置５を停止し、水素生成器６のポストパージ動作を行うときは、送風手段２１によりポストパージ用の空気１２を供給するのに合わせ、制御部２２の指示により、送風管４７の開閉弁５０を開放し、置換空気供給手段７８により送風管４７を介して、冷却空気４９を空気導入部４７から排気ダクト３６内に導入して、排気空気５１と混合させている。
【０１０７】
制御部２２では、燃料電池システムの発電前や発電終了後に行うカソード５７のパージガス７７の排出処理時に置換空気弁８１開放し、置換空気７９をカソード５１に供給している。それ以外の時は、置換空気弁８１を閉止し、その間の燃焼装置５が停止してポストパージ動作が行われている時は、置換空気供給手段７８により冷却空気４９を連続して排気ダクト３６に導入するようにしている。
【０１０８】
以上のように、本実施の形態においては、空気導入部４７は、カソード７１のパージガス７７の置換空気供給手段７８により冷却空気４９の導入を行うので、燃料電池システムの既存の構成部品である置換空気供給手段７８を共用化することで、新たなコストアップを防止することができる。
【０１０９】
また、置換空気供給手段７８は、燃料電池のカソード７１のパージガス７７の排出処理だけに使用し、燃料電池の発電中は作動していないので、空気導入部４７から冷却空気４９の導入を行うことで、有効な活用を図ることができる。
（実施の形態１０）
図１１は、本発明の第１０の実施の形態における燃料電池システムを示す全体構成図である。
図１１において、排気ダクト３６に空気導入部４７を連通させ、水素生成器６を冷却するために必要なポストパージ動作を行ったときにＣＯセンサ３７の周囲に空気導入部４７から新鮮な低温の冷却空気４９を導入する水素生成器６を燃料電池システム８２に搭載するようにしている。燃料電池システム８２は、高分子電解質型燃料電池８３や給湯装置（図示無し）等で構成している。
【０１１０】
以上のように構成された水素生成器６について、以下その動作、作用について説明する。
【０１１１】
燃焼装置５を停止し、水素生成器６のポストパージ動作を行うときは、送風手段２１によりポストパージ用の空気１２を供給するのに合わせ、制御部２２の指示により、送風管４７の開閉弁５０を開放し、冷却空気４９を空気導入部４７から排気ダクト３６内に導入して、排気空気５１と混合させ、高温になった排気空気５１の温度を低下させＣＯセンサ３７の温度上昇を防止している。
【０１１２】
以上のように、本実施の形態においては、ＣＯセンサ３７の温度上昇を防止して、水素生成器６のポストパージ動作時の高温の排気空気５１によるＣＯセンサ３７の劣化を防止して、長期間にわたって燃焼装置５の燃焼不良検知を精度良く行うことができる。
【０１１３】
また、ＣＯセンサ３７により燃焼装置５の燃焼不良を判定できるので、燃料電池システム８２からのＣＯ発生を防止して、安全性を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
以上のように、本発明にかかる水素生成器は、ポストパージ時にＣＯセンサの周囲に空気導入部から新鮮な低温の空気を導入しＣＯセンサの温度上昇を防止して、長期間にわたって燃焼不良検知を精度良く行うことが可能となり、できるので、給湯機や暖房機の熱源にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の実施の形態１における水素生成器の構成図
【図２】（ａ）本発明の水素生成器におけるＣＯセンサの回路図（ｂ）同、ＣＯセンサの一部切り欠き斜視図
【図３】本発明の実施の形態２における水素生成器の断面構成図
【図４】本発明の実施の形態３における水素生成器の部分構成図
【図５】本発明の実施の形態４における水素生成器の部分構成図
【図６】本発明の実施の形態５における水素生成器の断面構成図
【図７】本発明の実施の形態６における水素生成器のシステム図
【図８】本発明の実施の形態７における水素生成器のシステム図
【図９】本発明の実施の形態８における水素生成器のシステム図
【図１０】本発明の実施の形態９における水素生成器のシステム図
【図１１】本発明の実施の形態１０における燃料電池システムの構成図
【符号の説明】
【０１１６】
１  改質部
４  生成ガス
５  燃焼装置
６  水素生成器
３５  燃焼排ガス
３７  ＣＯセンサ
４７  空気導入部
４８  送風管
４９  冷却空気
５１  排気空気
【図１】
2007217221.tif 000003
【図２】
2007217221.tif 000004
【図３】
2007217221.tif 000005
【図４】
2007217221.tif 000006
【図５】
2007217221.tif 000007
【図６】
2007217221.tif 000008
【図７】
2007217221.tif 000009
【図８】
2007217221.tif 000010
【図９】
2007217221.tif 000011
【図１０】
2007217221.tif 000012
【図１１】
2007217221.tif 000013